發(fā)布時(shí)間：2020-08-14 10:58

【摘要】：釩鈦磁鐵礦是國(guó)家重大特色戰(zhàn)略資源,高效綜合回收釩、鈦和鐵具有重要的意義。還原-鈉化-熔分工藝在一步高溫冶煉中同時(shí)實(shí)現(xiàn)鐵的還原熔分及釩的氧化鈉化,為實(shí)現(xiàn)釩鈦磁鐵礦多組分綜合利用提供了一個(gè)新的方法。本文以遼西地區(qū)釩鈦磁鐵礦精礦為原料,開(kāi)展了對(duì)堿熔鹽體系中釩鈦磁鐵礦還原過(guò)程的物相轉(zhuǎn)變的研究,取得到了以下成果:(1)考察了還原-鈉化-熔分耦合過(guò)程的最佳工藝條件,并對(duì)還原溫度、添加劑用量、還原劑用量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)鐵的還原熔分和釩的鈉化的影響進(jìn)行系統(tǒng)研究。結(jié)果表明還原溫度、添加劑用量及還原時(shí)間的增加均能強(qiáng)化鐵的熔分過(guò)程,而還原劑用量的增加先強(qiáng)化后抑制了鐵的還原熔分。還原溫度的降低、添加劑用量的增加、還原劑用量的減少、還原時(shí)間的減少有助于釩的氧化鈉化行為,增大了渣相的釩含量;確定了最佳反應(yīng)工藝條件,在優(yōu)化工藝條件下可實(shí)現(xiàn)鐵與渣的高效分離以及釩在渣相中的富集。(2)系統(tǒng)研究了還原產(chǎn)物渣的物相組成,并確定了添加劑用量對(duì)渣相性質(zhì)的影響。結(jié)果表明:最佳條件下產(chǎn)生的渣相主要有CaTiO3、Na16Ti10O28、NaAlSiO4和Na1.45Al1.45Si0.55O4物相,釩主要賦存于鈦酸鈣和鋁硅酸鈉物相中;添加劑的加入不僅可促進(jìn)釩的鈉化轉(zhuǎn)化,有效抑制釩向金屬鐵相的遷移,同時(shí)也降低了產(chǎn)物渣相的粘度,增強(qiáng)了鐵與渣相的分離效果。(3)使用紅外氣體分析儀對(duì)實(shí)時(shí)產(chǎn)生的還原性氣體的濃度進(jìn)行在線檢測(cè),進(jìn)行釩鈦磁鐵礦在堿熔鹽體系中的還原動(dòng)力學(xué)研究。結(jié)果表明,釩鈦磁鐵礦在堿熔鹽體系中的還原反應(yīng)先是界面化學(xué)反應(yīng)控速(R3),后是擴(kuò)散控速(D4),其化學(xué)反應(yīng)活化能分別為E1=-55904J/mol,E2=-78538J/mol;同時(shí)溫度升高、添加劑用量降低及還原劑用量增加可增大化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù),促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF111.13
【圖文】：

為７．５％和８．２％，硫磷含量較低分別為０．２５％和０．００８４％。無(wú)煙煤的粒度較大，逡逑平均粒徑為８５．１８ｐｍ。逡逑對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的遼西釩鈦磁鐵礦精礦進(jìn)行ＸＲＤ分析，結(jié)果如圖２．３所示。逡逑由ＸＲＤ結(jié)果可看出，釩鈦磁鐵礦精礦主要由磁鐵礦、鈦磁鐵礦、鈦鐵礦、逡逑少量尖晶石一橄欖石固溶體和其他硅酸鹽組成。逡逑對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的釩鈦磁鐵礦精礦進(jìn)行掃描電鏡分析，結(jié)果如圖２．４所示。逡逑電鏡圖譜顯示釩鈦磁鐵礦精礦的礦相結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各個(gè)礦相緊密排布，脈石礦逡逑相在磁鈦鐵礦邊緣呈片狀或星散浸染狀分布。逡逑２２逡逑

圖２．３釩k=磁鐵礦精礦的ＸＲＤ圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋ＸＲＤ邋ｐａｔｔｅｒｎ邋ｏｆ邋ｖａｎａｄｉｕｍ－ｔｉｔａｎｉｕｍ邋ｍａｇｎｅｔｉｔｅ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ逡逑圖２．４釩鈦磁鐵礦的掃描電鏡圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅ邋ｏｆ邋ｖａｎａｄｉｕｍ－ｔｉｔａｎｉｕｍ邋ｍａｇｎｅｔｉｔｅ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ逡逑２．１．２實(shí)驗(yàn)試劑逡逑－邐實(shí)驗(yàn)主要使用的試劑的名稱、規(guī)格及其廠家如表２．３所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程用水均逡逑為去離子水。逡逑２３逡逑

１０邐２０邐３０邐４０邐５０邐６０邐７０邐８０邐９０逡逑Ｔｗｏ邋Ｔｈｅｔａ邋／邋ｄｅｇ逡逑圖２．３釩k=磁鐵礦精礦的ＸＲＤ圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋ＸＲＤ邋ｐａｔｔｅｒｎ邋ｏｆ邋ｖａｎａｄｉｕｍ－ｔｉｔａｎｉｕｍ邋ｍａｇｎｅｔｉｔｅ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ逡逑圖２．４釩鈦磁鐵礦的掃描電鏡圖逡逑Ｆｉｇ．邋２．４邋ＳＥＭ邋ｉｍａｇｅ邋ｏｆ邋ｖａｎａｄｉｕｍ－ｔｉｔａｎｉｕｍ邋ｍａｇｎｅｔｉｔｅ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ逡逑２．１．２實(shí)驗(yàn)試劑逡逑－邐實(shí)驗(yàn)主要使用的試劑的名稱、規(guī)格及其廠家如表２．３所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程用水均逡逑為去離子水。逡逑２３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王淑芬;;三氯化鈦-重鉻酸鉀容量法測(cè)定全鐵問(wèn)題探討[J];本鋼技術(shù);2015年Z1期

2 閆占輝;張建良;邢相棟;王振陽(yáng);劉興樂(lè);任山;;低鎂釩鈦磁鐵礦的還原機(jī)理[J];材料與冶金學(xué)報(bào);2015年01期

3 張小華;;三氯化鈦-重鉻酸鉀滴定法快速測(cè)定釩鈦磁鐵礦全鐵的探討[J];民營(yíng)科技;2014年12期

4 劉水石;郭宇峰;邱冠周;姜濤;陳鳳;;預(yù)氧化釩鈦磁鐵精礦的固態(tài)還原動(dòng)力學(xué)及其機(jī)理(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年10期

5 閔慧英;郭玉翠;袁蕙霞;;三氯化鈦——重鉻酸鉀法測(cè)定鐵礦石中的全鐵[J];民營(yíng)科技;2014年09期

6 Shuang-yin Chen;Man-sheng Chu;;Metalizing reduction and magnetic separation of vanadium titano-magnetite based on hot briquetting[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2014年03期

7 孫紹利;陳立武;徐連勇;王臣;;承德地區(qū)超貧釩鈦磁鐵礦礦石特征[J];科協(xié)論壇(下半月);2013年04期

8 ZHANG Jian-liang;XING Xiang-dong;CAO Ming-ming;JIAO Ke-xin;WANG Chun-long;REN Shan;;Reduction Kinetics of Vanadium Titano-Magnetite Carbon Composite Pellets Adding Catalysts Under High Temperature[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2013年02期

9 翁慶強(qiáng);鄭建華;;轉(zhuǎn)底爐直接還原鐵的工藝分析[J];工業(yè)爐;2012年04期

10 都興紅;解斌;婁太平;;釩鈦磁鐵礦固態(tài)還原的研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 胡途;釩鈦磁鐵精礦轉(zhuǎn)底爐多層球還原基礎(chǔ)研究[D];重慶大學(xué);2013年

2 郭宇峰;釩鈦磁鐵礦固態(tài)還原強(qiáng)化及綜合利用研究[D];中南大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 鄧青宇;釩鈦磁鐵礦高爐冶煉過(guò)程中碳氮化鈦形成條件與調(diào)控機(jī)制研究[D];重慶大學(xué);2012年

2 呂亞男;釩鈦磁鐵精礦固態(tài)還原及高效利用研究[D];中南大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2792937